Tổng quan mối liên hệ giữa bệnh tôm và lai cận huyết

Các vấn đề về bệnh ở các trang trại nuôi tôm một phần có thể là do quá trình tương tác trong thực hành quản lý gây ra lai cận huyết ở các trại giống nhỏ và gia tăng do lai cận huyết là khả năng dễ mắc bệnh và stress/căng thẳng từ môi trường.

Các đường nhân quả có thể gây bệnh trên tôm bao gồm mối liên quan giữa khả năng dễ mắc các tác nhân gây bệnh, stress môi trường khác và lai cận huyết. Tác giả tin rằng lai cận huyết cơ bản là vấn đề quản lý nên được kiểm soát ở cấp độ trang trại thông qua việc truy cập thông tin về chất lượng di truyền của hậu ấu trùng/tôm post/tôm giống để dẫn đến chọn lựa nhà cung cấp hậu ấu trùng/tôm post.

Tác động chính của lai cận huyết ở động vật khiến cho môi trường tồi tệ hơn. Khi môi trường xấu đi, động vật lai cùng dòng chết nhanh hơn là không lai cùng dòng.

Đàn giống lai cùng dòng nhiều thì sự khác biệt về tỉ lệ sống rõ rệt hơn giữa động vật lai cùng dòng và không lai cùng dòng.

Tỉ lệ chết lan rộng do stress/căng thẳng đã được chứng minh nhiều ở người, cá, tôm, nhiều loài động và thực vật khác trong môi trường phòng thí nghiệm, trang trại và tự nhiên. Theo như chúng ta biết, mọi nguyên nhân chết không do tai nạn kể cả bệnh, stress dinh dưỡng, nhiệt độ và quá trình cạnh tranh đều gia tăng do lai cận huyết.

Một điều rất quan trọng cần nhận thức rõ là lai cận huyết không gây ra nhưng làm tăng tỷ lệ chết. Trường hợp này giống như bị say rượu lái xe làm tỷ lệ chết tăng vì tai nạn đường bộ. Các tài xế tỉnh táo cũng bị tai nạn vì đủ mọi lý do, nhưng tỷ lệ chết do tai nạn sẽ cao hơn khi các tài xế say rượu. Tương tự như thế, tỷ lệ chết từ tất cả các dạng stress gây chết kể cả bệnh sẽ cao hơn khi các đàn giống lai cùng dòng.

Đường nhân quả, EMS/AHPND

Hầu hết các mối quan tâm về stress môi trường đến nuôi tôm lúc này là loại bệnh có tên gọi hội chứng tôm chết sớm (EMS) hoặc hoại tử gan tụy cấp tính (AHPN). Sơ đồ đường nhân quả ở Hình 1 tóm tắt mối liên quan “tổng quát” phổ biến rộng rãi hiện nay giữa các loại bệnh kể cả EMS/AHPND và ngành nuôi trồng thủy sản.

Tỉ lệ chết do bệnh biến thiên ở nhóm không phân biệt bên phải cùng với các biện pháp khác nhau tùy mức độ nghiêm trọng của bệnh như tỷ lệ mắc bệnh, tỷ lệ lây lan và tỉ lệ bệnh tật.

Quy định an toàn sinh học biến thiên ở nhóm không phân biệt bên trái cùng đa phần, nếu không nói là mọi hoạt động kiểm soát hiện tại và theo kế hoạch nhằm giảm bớt vấn đề bệnh, chẳng hạn như chính thức ngăn cấm các đàn giống không sạch bệnh trong danh mục, cấm vận chuyển động vật giữa các vùng địa lý, kiểm dịch và “lệnh tiêu hủy” được áp đặt đối với các trang trại và trại giống đã nhiễm.

Các đường nhân quả ở Hình 1 tiến triển theo cách sau. Khi một nguyên nhân nào đó làm tăng tỷ lệ chết ở khu vực trang trại, như là sự nổi lên của một tác nhân gây bệnh mới, gia tăng mối quan tâm giữa những người nuôi, các trại giống và lai giống đặt áp lực lên các nhà chức trách, các nhà khoa học và chuyên gia tư vấn, kết quả làm tăng cấp độ hoạt động kiểm soát. Đường đi từ bệnh đến quy định được ký hiệu là “Sợ hãi” ở Hình 1. Đường ‘Sợ hãi’ mang dấu dương khi nguyên nhân (tỉ lệ chết) tăng lên, kết quả (quy định) cũng tăng lên.

Đường nhân quả thứ hai trong Hình 1 được ký hiệu là ‘Phơi nhiễm’ vì mục đích cơ bản của đa phần hoạt động kiểm soát là để giảm phơi nhiễm động vật với tác nhân gây bệnh trong các ao nuôi. Đường phơi nhiễm mang dấu âm, bởi vì khi hoạt động kiểm soát tăng lên thì tỷ lệ chết giảm xuống.

Hình 1 rõ ràng là một mô hình được đơn giản hóa về mối liên quan bệnh/kiểm soát. Bất cứ khi nào bạn đơn giản hóa một mô hình thì bạn cũng nên đơn giản hóa câu hỏi đặt ra cho vấn đề đó. Trong trường hợp này, chúng tôi đơn giản chỉ hỏi là “Hệ thống có ổn định không?”

Bất kỳ kỹ sư, nhân viên thống kê hoặc kỹ thuật viên âm thanh nào cũng sẽ trả lời “có”, bởi vì Hình 1 là một vòng hồi tiếp âm. Một nguyên nhân nào đó bên ngoài vòng khiến cho tỷ lệ chết tăng lên thì quy định tăng cường khiến phơi nhiễm giảm và khi giảm phơi nhiễm thì cũng giảm tỷ lệ chết.

Hình 1. Các đường lợi ích giữa quy định an toàn sinh học và tỷ lệ chết do bệnh.

Mô hình ở Hình 1 là mô hình tự giảm và dự báo khi một tác nhân gây bệnh mới phát sinh, hệ thống nuôi trồng thủy sản phải “dao động” quanh một mức quy định và tỷ lệ chết bệnh nhất định nào đó. Nếu sơ đồ đường bao quát ở hình 1 cơ bản chính xác, khi đó việc xử lý của chúng ta đối với các cơn bệnh đang đi đúng hướng.

Khả năng dễ mắc bệnh

Tuy nhiên, mô hình đường nhân quả ở Hình 1 không đầy đủ. Đường nhân quả thứ ba xuất phát từ quy định an toàn sinh học đến tỷ lệ chết bệnh được ký hiệu “khả năng dễ mắc bệnh” ở Hình 2. Khả năng dễ mắc với các tác nhân gây bệnh và stress môi trường khác chính là chỗ xuất hiện lai cận huyết. Như đã đề cập ở trên, lai cận huyết khuếch đại các tác động bởi stress từ môi trường do quản lý ao nuôi kém và phơi nhiễm với các tác nhân gây bệnh.

Đường khả năng dễ mắc bệnh mang dấu dương vì một lý do rất đơn giản. An toàn sinh học cao hơn có nghĩa là nhiều hậu ấu trùng/tôm post được sản xuất bởi giao phối giữa các dòng tương cận và vì thế lai cùng dòng. Hoặc về mặt di truyền, quy định tăng cường làm giảm hiệu quả kích thước quần thể về vốn gen sẵn có cho các nhà lai tạo và sản xuất giống trong một vùng nuôi.

Đóng cửa các biên giới ngăn chặn sự du nhập đa dạng di truyền mới. Các nhà lai giống hưởng ứng tích cực với giá trị đàn bố mẹ tăng lên nhờ bán tôm post, tức là tạo ra thế hệ con lai cùng dòng khi chúng được sử dụng để làm giống. Các công ty lai giống tốt không bao giờ bán tôm post lai cùng dòng cho các trại giống hoặc người nuôi. Vấn đề lai cận huyết phát sinh do “sao chép”.

Những đòi hỏi về tình trạng tôm sạch bệnh cũng hạn chế sự đa dạng. Cả hai loại quy định làm giảm sự sẵn có tôm post/hậu ấu trùng tại địa phương bởi khả năng sản xuất hạn chế và/hoặc giá cao. “Các trại giống sao chép” nhỏ sử dụng một số – thường là các giống lai tương cận và không làm theo thực hành quản lý tốt đàn bố mẹ để gia tăng năng suất nhằm đáp ứng các nhu cầu về tôm post/hậu ấu trùng.

Tỷ lệ chết tăng làm tăng cấp độ sợ hãi và do đó quy định ở đường mang dấu dương. Quy định gia tăng lai cận huyết và khả năng dễ bị stress cũng ở đường mang dấu dương. Khả năng dễ mắc bệnh làm tăng tỷ lệ chết. Và do đó chúng ta cứ đi quay vòng, bởi vì Hình 2 là vòng hồi tiếp tự khuếch đại.

Hình 2: Bất lợi (các đường lai cận huyết) giữa quy định an toàn sinh học và tỷ lệ chết bệnh.

Tác động nào lớn hơn đến tỉ lệ chết?

Tất cả ba đường nhân quả được thể hiện ở Hình 3. Vì vậy, chúng ta đặt ra câu hỏi đơn giản, “Đường nào tác động lớn hơn đến tỉ lệ chết, đường mang dấu âm ổn định phơi nhiễm, đường mang dấu dương làm mất ổn định khả năng dễ mắc?”

Câu trả lời đúng nhất chúng tôi có bây giờ, thật không may là đường khả năng dễ mắc chiếm ưu thế và tổng quát là hệ thống quản lý bệnh tôm hiện nay không ổn định. Trong một bài báo kỹ thuật của tác giả về lai cận huyết trên tôm (sẵn có trực tuyến tại http://onlinelibrary.wiley.com), tác giả ước tính rằng ít nhất 70% số lượng tôm post của trang trại đến từ các trại giống không được hưởng các lợi ích của hoạt động kiểm soát gia tăng (phơi nhiễm ít hơn), nhưng chịu tổn thất do lai cận huyết (khả năng dễ mắc cao hơn). Sơ đồ đường ở Hình 3 theo đó được xem xét kỹ.

Hình 3. Sức mạnh tương đối ước tính của các đường có lợi (màu xanh) và bất lợi (màu đỏ).

Làm thế nào vấn đề này xảy ra? Tại sao nhận thức chung phổ biến rộng rãi hiện nay tương đồng với Hình 1 hơn là Hình 3? Đó một phần là do những đề xuất hiện tại về quản lý bệnh (tăng thêm quy định để giảm phơi nhiễm với các tác nhân gây bệnh) thường bỏ qua lai cận huyết như là một tác động phụ.

Phần nữa là do các nhà di truyền học đã và đang tập trung thông tin cho các trại sản xuất giống làm thế nào để quản lý đàn bố mẹ đúng cách, suy nghĩ kỹ lưỡng vấn đề gì xảy ra ở các trại sản xuất giống điều hành kém đang sản xuất 70% tôm post/hậu ấu trùng. Cũng một phần là do trục trặc kỹ thuật: lai cận huyết ở cấp độ trang trại thường được ước tính không chính xác với các chỉ thị vi vệ tinh (microsatellite markers).

Tiếp theo là gì?

Chúng ta biết rằng các hệ thống hồi tiếp tự khuếch đại có xu hướng kết thúc hoặc tạo ra tiếng la liên tục khó chịu ở biên độ tối đa hoặc lắc ra xa nhau. Một bộ phận của các hệ thống nuôi tôm là hộ nuôi quy mô nhỏ nhiều khả năng biến mất trong quá trình tự phá hủy.

Một tác động khác có thể là duy trì lợi ích trực tiếp của quy định an toàn sinh học. Những người quan tâm đến ngành này có thể làm suy yếu đường gián tiếp (khả năng dễ mắc) đi từ an toàn sinh học, qua gia tăng lai cận huyết dẫn đến tỷ lệ chết. Nhưng liệu có thể thực hiện được việc này không trong khi cho phép sự đa dạng sản xuất giống và cách thức nuôi hiện nay tồn tại?

Có lẽ, cho đến nay, lai cận huyết đã và đang được coi đơn thuần là vấn đề trong quản lý đàn bố mẹ hơn là quản lý trang trại. Tuy nhiên về phía các trang trại, tỷ lệ chết xảy ra do bệnh; từ sự tương tác giữa bệnh, việc cung cấp oxy, quá trình cạnh tranh và thời tiết; từ sự tương tác lai cận huyết – do mọi nguyên nhân stress riêng lẻ và tổng hợp này.

Các quan điểm

Đây là ý kiến ​​riêng của tôi cho rằng lai cận huyết về cơ bản là vấn đề quản lý nên được kiểm soát ở cấp độ trang trại bằng cách đưa người nuôi truy cập thông tin có thể xác minh được về chất lượng di truyền của tôm post/hậu ấu trùng, cũng giống như người nuôi cần thông tin có thể kiểm chứng được về chất lượng thức ăn, tình trạng sạch bệnh (SPF) và các nồng độ oxy để quản lý ao đúng cách. Người nuôi có thể kiểm soát lai cận huyết bằng cách chọn lựa có thể là một công ty lớn hoặc nhỏ làm nhà cung cấp tôm post/hậu ấu trùng. Nếu là một công ty nhỏ, người nuôi có thể biết nhà cung cấp nào sản xuất tôm post/hậu ấu trùng lai cùng dòng hay là không.

Thông tin này có thể làm ngạc nhiên nhiều người không phải là nhà di truyền học rằng việc thu thập và xác minh dạng thông tin này không khó khăn về mặt kỹ thuật hoặc là tốn kém trên cơ sở thường xuyên.

>> Ghi chú của Biên tập viên: Các cơ sở dẫn liệu định lượng được khẳng định hay ngụ ý ở bài báo này được trích dẫn trong một bài báo kỹ thuật xuất bản trước đó và công khai rộng rãi để tải về từ tạp chí Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản. Tìm kiếm địa chỉ web http://onlinelibrary.wiley.com với cụm từ “Doyle inbreeding disease shrimp.”